Нови ваксини с наночастици показват обещание срещу няколко смъртоносни филовируса

Нови ваксини с наночастици показват обещание срещу няколко смъртоносни филовируса

Филовирусите получават името си от латинската дума „filum“, което означава „нишка“, препратка към тяхната дълга нишковидна форма. Това семейство вируси съдържа някои от най-опасните патогени, известни на науката, включително вирусите Ебола, Судан, Бундибугио и Марбург. Една от причините тези вируси да са все още толкова смъртоносни е нестабилността на техните повърхностни протеини, което затруднява имунната ни система да ги разпознае и затруднява изследователите да се борят с тях с лечения или ваксини.

Е, аОбщуване с природатаПубликувано на 12 декември 2025 г., проучването (понастоящем публикувана статия) от учени от Scripps Research описва нови кандидати за ваксина, предназначени да предпазват от множество щамове на филовирус. Тези ваксини показват филовирусни повърхностни протеини върху проектирани самосглобяващи се протеинови наночастици (SApNP), като помагат на имунната система да разпознае и реагира по-добре на вируса. При проучвания върху мишки наночастиците предизвикват силни реакции на антитела към няколко филовируса, което показва обещаващ път към по-широка, по-ефективна защита за това опасно семейство вируси.

Филовирусите изискват по-добри решения – огнищата бяха опустошителни и доведоха до изключително високи нива на смъртност. През последното десетилетие приложих познанията си по физика, за да овладея протеиновия дизайн. Моята цел е да разработя план за универсален дизайн за всяко голямо вирусно семейство, така че когато възникне ново огнище, да имаме вече готова за използване стратегия.“

Jiang Zhu, старши автор, професор в катедрата по интегративна структурна и изчислителна биология, Scripps Research

Усилията на Zhu за ваксина от следващо поколение се фокусират върху вирусните повърхностни гликопротеини - протеините, които вирусите използват, за да навлязат в клетките и към които имунната система трябва да се насочи за защита. Неговият екип използва подход, наречен „рационален, структурно базиран дизайн“, който изследва тези гликопротеини в най-малки детайли, като конструира стабилни, добре оформени версии и ги транспортира върху протеинови сфери с форма на вирус – SAPNP – които надеждно предизвикват силни имунни реакции.

Екипът вече е приложил тази платформа за ваксина към вируси като HIV-1, хепатит C, RSV, hMPV и грип. Филовирусите бяха следващото голямо предизвикателство.

Филовируси като вируса на ебола (EBOV) и вируса на Марбург (MARV) могат да причинят вирусна хеморагична треска със смъртност до 90%. По време на епидемията от Ебола в Западна Африка през 2013-2016 г. повече от 11 000 души загинаха и над 28 000 бяха заразени. Въпреки че са одобрени две ваксини срещу ебола, нито една ваксина не осигурява цялостна защита срещу цялото семейство филовируси.

Това се дължи отчасти на повърхностните гликопротеини на филовируса. Тези протеини са по своята същност нестабилни и техните уязвими региони – епитопи – са скрити под дебел слой гликани, образувайки молекулярно „наметало-невидимка“. В състояние преди сливане (преди вирусът да навлезе в клетка), тази защита затруднява разпознаването на вируса от имунните клетки. След като вирусът се слее с клетка, гликопротеинът се сгъва обратно във форма след сливане, което допълнително усложнява имунната защита.

През 2021 г. екипът на Джу разгледа този проблем в проучване, публикувано вОбщуване с природатакъдето са картографирали подробно структурата на гликопротеина на Ебола и са разработили стратегия за стабилизирането му. Чрез премахване на богатите на муцин сегменти, те създадоха по-чиста, по-достъпна версия на протеина - такъв, който беше по-лесен за разпознаване от имунната система и способен да генерира по-силни, по-полезни реакции на антитела.

„След решаването на проблема с ебола през 2021 г., тази нова работа разширява тази теория и я прилага към допълнителни видове филовируси“, обяснява Джу.

В новото проучване изследователите преработиха филовирусните гликопротеини, така че да останат фиксирани в тяхната форма преди сливането - формата, от която имунната система се нуждае, за да разпознае и да реагира срещу нея. След това тези преработени протеини бяха поставени върху SAPNP платформата на Zhu, образувайки сферични вирусоподобни частици, покрити с много копия на вирусните антигени. Биохимични и структурни тестове потвърдиха, че частиците са сглобени правилно и протеините изглеждат по предназначение.

Когато са тествани върху мишки, тези ваксини с наночастици произвеждат силни имунни отговори, включително антитела, които могат да разпознават и неутрализират няколко различни филовируса. Допълнителни промени в захарите на протеиновата повърхност разкриха допълнителни запазени уязвимости, което предполага, че този подход в крайна сметка може да подкрепи по-всеобхватна, потенциално универсална ваксина срещу това опасно семейство вируси.

Въз основа на тези резултати, екипът на Zhu разширява тази базирана на структурата стратегия, базирана на наночастици, към други високорискови патогени, включително Lassa вирус и Nipah вирус. Те също така изследват нови методи за отслабване или заобикаляне на муциновия защитен щит, за да осигурят на имунната система още по-добър достъп до критични вирусни цели.

„Много фактори влияят върху това как имунната система разпознава вируса и реагира“, добавя Джу. „Улавянето на антигена в неговата предварителна форма може да ви отведе до 60% от пътя. Но много вируси – включително ХИВ и филовируси – са заобиколени от плътен гликанов щит. Ако имунната система не може да види през тази защита, дори най-добре проектираната ваксина няма да осигури пълна защита. Преодоляването на това „наметало на невидимост“ е една от следващите ни големи цели.“

В допълнение към Джу, авторите на изследването „Рационален дизайн на следващо поколение филовирусни ваксини, комбиниращи стабилизиране на гликопротеин и изобразяване на наночастици с модификация на гликан“, включват Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts, Andrew Ward, Robyn Stanfield, Linling He и Ian Wilson от Scripps Research; Мади Нюби, Джоел Алън и Макс Криспин от Университета на Саутхемптън; и Кийгън Браз Гомес от Uvax Bio.

Проучването е подкрепено от Uvax Bio, LLC и Националните здравни институти. Uvax Bio, компания за спиноф ваксини от Scripps Research, използва собствена платформена технология, изобретена в лабораторията на Жу, за да разработи и комерсиализира профилактични ваксини срещу различни инфекциозни заболявания.

източници: